CN112470883A - 一种移动式智能洒水浇灌车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及绿化带智能浇灌的成套装置，特别涉及一种移动式智能洒水浇灌车。包括浇灌车及设置于浇灌车上的喷水系统，喷水系统包括储水罐、机器人臂及喷水装置，其中储水罐设置于浇灌车的底盘上，机器人臂设置于底盘后端设有的机器人臂承载台上，喷水装置设置于机器人臂上、且与设置于储水罐内的喷水泵连接。喷水装置包括多段分别设置于机器人臂的各级机械臂上的喷水管，喷水管与相对应的机械臂平行设置，各喷水管上沿轴向均设有多个喷水孔，喷水管通过软管与喷水泵连接。本发明能够自动规划机器人臂工作路径对目标区域进行洒水作业，有效降低人力作业强度，臂上均匀布置的喷头可极大的增加了浇灌的效率。

Description

一种移动式智能洒水浇灌车

技术领域

本发明涉及绿化带智能浇灌的成套装置，特别涉及一种移动式智能洒水浇灌车。

背景技术

现在市场使用的常规洒水车可用于公路旁绿化带、公园绿化带的浇灌，但需要首先将洒水车停靠在目标浇灌区，人工取管、拖拽至目标位置进行浇灌，在该区域内浇灌不同位置时，需要人工移动水管出口，完成该区域浇灌后，人工收管，行车转换至下一目标区。该产品装置工作过程较为繁琐，人力工作强度大，灌溉效率较低，而且不同的浇灌目标物所能承受的水的冲击力与所需水量均不相同，依靠人工无法做到充分保护绿植，且浪费水资源。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种移动式智能洒水浇灌车，以降低人力喷洒作业强度，提高浇灌效率，同时，充分避免水冲击力对绿植产生的破坏，节约用水量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种移动式智能洒水浇灌车，包括浇灌车及设置于浇灌车上的喷水系统，所述喷水系统包括储水罐、机器人臂及喷水装置，其中储水罐设置于所述浇灌车的底盘上，所述机器人臂设置于所述底盘后端设有的机器人臂承载台上，所述喷水装置设置于所述机器人臂上、且与设置于所述储水罐内的喷水泵连接。

所述喷水装置包括多段分别设置于所述机器人臂的各级机械臂上的喷水管，所述喷水管与相对应的机械臂平行设置，各所述喷水管上沿轴向均设有多个喷水孔，所述喷水管通过软管与所述喷水泵连接。

所述机器人臂为五级机械臂，所述喷水管设置于末端的三级机械臂上。

所述机器人臂包括一轴回转支座、一轴油缸、第一连杆机构、一级臂、二轴油缸、二级臂、三轴回转支撑、三级臂、四轴回转支撑、四级臂、五轴油缸及五级臂，其中一轴回转支座设置于所述机器人臂承载台上，所述一级臂的一端与一轴回转支座铰接，另一端与二级臂的一端铰接，所述一轴油缸铰接在一轴回转支座上、且输出端与一级臂铰接，所述二级臂的另一端通过三轴回转支撑与三级臂的一端连接，第一连杆机构设置于所述一级臂和二级臂的外侧，用于三轴回转支撑与一轴回转支座的回转轴始终平行；三级臂的另一端通过四轴回转支撑与四级臂的一端连接，四级臂的另一端与五级臂铰接，五轴油缸铰接在四级臂上，第二连杆机构与五轴油缸的输出端铰接、且与四级臂和五级臂铰接。

所述第一连杆机构包括一级连杆、二轴连杆、二级连杆及三轴连杆，其中一级连杆的一端与所述一轴回转支座铰接，另一端与二轴连杆的一端铰接，所述二级连杆的一端与二轴连杆的另一端铰接，所述一级臂和二级臂通过销轴铰接在二轴连杆上，所述三轴连杆固定在三轴回转支撑上，且两端分别与二级臂和二级连杆的另一端铰接。

所述二轴连杆为三角形结构，所述一级臂和二级臂通过销轴铰接在二轴连杆的顶角上，所述一级连杆和二级连杆分别铰接在所述二轴连杆的另外两个角上。

所述三轴连杆为三角形结构，所述二级臂和二级连杆分别铰接在所述三轴连杆的两个底角上。

所述第二连杆机构包括第一连接杆和第二连接杆，其中第一连接杆和第二连接杆的一端分别与四级臂和五级臂铰接，另一端均与所述五轴油缸的输出端铰接。

所述机器人臂承载台的外侧设有护栏。

本发明的优点及有益效果是：本发明所涉及的装置能够自动规划机器人臂工作路径对目标区域进行洒水作业，有效降低人力作业强度，臂上均匀布置的喷头可极大的增加了浇灌的效率，另外，臂上设置的喷头，可根据感知系统控制喷水强度与喷水量，可充分保护绿植，节约水量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中机器人臂的结构示意图；

图3为本发明中第一连杆机构的结构示意图；

图4为本发明中第二连杆机构的结构示意图；

图5为本发明的机器人臂处于收缩状态的结构示意图。

图中：1为底盘，2为喷水系统，3为机器人臂，4为喷水装置，5为机器人臂承载台，6为护栏，8为一轴回转支座，9为一轴油缸，10为第一连杆机构，101为一级连杆，102为二轴连杆，103为二级连杆，104为三轴连杆，11为一级臂，12为二轴油缸，13为二级臂，14为三轴回转支撑，15为三级臂，16为四轴回转支撑，17为四级臂，18为五轴油缸，19为五级臂，20为第二连杆机构，201为第一连接杆，202为第二连接杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种移动式智能洒水浇灌车，包括浇灌车及设置于浇灌车上的喷水系统2，喷水系统2包括储水罐、机器人臂3及喷水装置4，其中储水罐设置于浇灌车的底盘1上，机器人臂3设置于底盘1后端设有的机器人臂承载台5上，喷水装置4设置于机器人臂3上、且与设置于储水罐内的喷水泵连接。

机器人臂承载台5的外侧设有护栏6。喷水装置4包括多段分别设置于机器人臂3的各级机械臂上的喷水管，喷水管与相对应的机械臂平行设置，各喷水管上沿轴向均设有多个喷水孔，喷水管通过软管与喷水泵连接。

机器人臂3可为单级臂或多级臂组成，机器人臂3可实现展臂与収臂状态切换。展臂时，机器人臂3可实现机械臂带动喷水装置4在工作区域进行喷水作业；収臂时，机器人臂3可收缩成紧凑结构或放置在车的合理位置上。

本发明的实施例中，机器人臂3为五级机械臂，喷水管设置于末端的三级机械臂上。

如图2所示，机器人臂3包括一轴回转支座8、一轴油缸9、第一连杆机构10、一级臂11、二轴油缸12、二级臂13、三轴回转支撑14、三级臂15、四轴回转支撑16、四级臂17、五轴油缸18及五级臂19，其中一轴回转支座8设置于机器人臂承载台5上，一级臂11的一端与一轴回转支座8铰接，另一端与二级臂13的一端铰接，一轴油缸9铰接在一轴回转支座8上、且输出端与一级臂11铰接，二级臂13的另一端通过三轴回转支撑14与三级臂15的一端连接，第一连杆机构10设置于一级臂11和二级臂13的外侧，用于三轴回转支撑14与一轴回转支座8的回转轴始终平行；三级臂15的另一端通过四轴回转支撑16与四级臂17的一端连接，四级臂17的另一端与五级臂19铰接，五轴油缸18铰接在四级臂17上，第二连杆机构20与五轴油缸18的输出端铰接、且与四级臂17和五级臂19铰接。

如图3所示，第一连杆机构10包括一级连杆101、二轴连杆102、二级连杆103及三轴连杆104，其中一级连杆101的一端与一轴回转支座8铰接，另一端与二轴连杆102的一端铰接，二级连杆103的一端与二轴连杆102的另一端铰接，一级臂11和二级臂13通过销轴铰接在二轴连杆102上，三轴连杆104固定在三轴回转支撑14上，且两端分别与二级臂13和二级连杆103的另一端铰接。

进一步地，二轴连杆102为三角形结构，一级臂11和二级臂13通过销轴铰接在二轴连杆102的顶角上，一级连杆101和二级连杆103分别铰接在二轴连杆102的另外两个角上。

进一步地，三轴连杆104为三角形结构，二级臂13和二级连杆103分别铰接在三轴连杆104的两个底角上。

如图4所示，第二连杆机构20包括第一连接杆201和第二连接杆202，其中第一连接杆201和第二连接杆202的一端分别与四级臂17和五级臂19铰接，另一端均与五轴油缸18的输出端铰接。

喷水泵6可从储水箱处抽取水量，并为喷水装置4提供必要的流量和喷水压力，安全保护附件起到限制水压，保护元件的作用。喷水装置4可通过外部控制对喷水阀开口进行调节，进而实现调节喷水量和强度。

底盘1上设置的液压系统7，由液压泵、液压油箱、控制阀及设置在机器人上的执行元件组成，在液压系统7的作用下，机器人臂3通过各关节处设置的执行元件实现各种动作。

一轴回转支座8可带动机器人整体旋转，一级臂11与二级臂13通过各自的驱动油缸，即一轴油缸9和二轴油缸12的驱动实现俯仰动作，进而实现机器人臂3的高度变化，其中连杆机构10的作用可以使三轴回转支撑14的回转轴始终与一轴回转支座8的回转轴平行，三级臂15、四级臂17、五级臂19为机器人工作臂，其中三轴、四轴为回转轴，五轴为俯仰轴，该设置可增加机器人臂的灵活性，有效实现避障功能，在末端的三节臂上设置的喷水装置4，可通过机械臂的运动完成作业区域的洒水工作。

如图5所示，在正常运输状态时，机器人臂3收缩成紧凑结构或放置于某一固定位置。当需要对某一区域进行洒水作业时，底盘1行驶至目标区域，车上感知系统感知周围环境并自动规划机器人臂3的运动路径，或人工控制机器人臂3进行展臂动作，使得机器人臂3带动喷水装置4到目标洒水区域，感知系统检测浇灌目标物并根据目标物类型自动匹配喷水强度与喷水量，驱动与控制系统带动机器人臂3摆动，对目标区域进行洒水作业。机器人臂3可根据车上感知系统实现自动蔽障功能，当完成该区域浇灌工作后，机器人臂3収臂至运输状态，转换至下一工作位置。此外，当浇灌的目标区域无可阻挡机器人臂运动的障碍时，底盘1可带动机器人臂3展臂状态时，实现行驶与浇灌同时进行。

为了降低人力喷洒作业强度，提高浇灌效率，同时，充分避免水冲击力对绿植产生的破坏，节约用水量。本发明利用在移动车上加装智能洒水车，通过感知系统对机器人臂工作路径进行规划，驱动机器人臂上设置的洒水喷头对区域进行洒水作业，有效降低人力作业强度，臂上均匀布置的喷头，使机器人可实现臂横扫浇灌的方式，极大的增加了浇灌的效率，另外，臂上设置的喷头，可根据感知系统控制喷水强度与喷水量，充分保护绿植，节约水量。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种移动式智能洒水浇灌车，包括浇灌车及设置于浇灌车上的喷水系统(2)，其特征在于，所述喷水系统(2)包括储水罐、机器人臂(3)及喷水装置(4)，其中储水罐设置于所述浇灌车的底盘(1)上，所述机器人臂(3)设置于所述底盘(1)后端设有的机器人臂承载台(5)上，所述喷水装置(4)设置于所述机器人臂(3)上、且与设置于所述储水罐内的喷水泵连接。

2.根据权利要求1所述的移动式智能洒水浇灌车，其特征在于，所述喷水装置(4)包括多段分别设置于所述机器人臂(3)的各级机械臂上的喷水管，所述喷水管与相对应的机械臂平行设置，各所述喷水管上沿轴向均设有多个喷水孔，所述喷水管通过软管与所述喷水泵连接。

3.根据权利要求2所述的移动式智能洒水浇灌车，其特征在于，所述机器人臂(3)为五级机械臂，所述喷水管设置于末端的三级机械臂上。

4.根据权利要求1所述的移动式智能洒水浇灌车，其特征在于，所述机器人臂(3)包括一轴回转支座(8)、一轴油缸(9)、第一连杆机构(10)、一级臂(11)、二轴油缸(12)、二级臂(13)、三轴回转支撑(14)、三级臂(15)、四轴回转支撑(16)、四级臂(17)、五轴油缸(18)及五级臂(19)，其中一轴回转支座(8)设置于所述机器人臂承载台(5)上，所述一级臂(11)的一端与一轴回转支座(8)铰接，另一端与二级臂(13)的一端铰接，所述一轴油缸(9)铰接在一轴回转支座(8)上、且输出端与一级臂(11)铰接，所述二级臂(13)的另一端通过三轴回转支撑(14)与三级臂(15)的一端连接，第一连杆机构(10)设置于所述一级臂(11)和二级臂(13)的外侧，用于三轴回转支撑(14)与一轴回转支座(8)的回转轴始终平行；三级臂(15)的另一端通过四轴回转支撑(16)与四级臂(17)的一端连接，四级臂(17)的另一端与五级臂(19)铰接，五轴油缸(18)铰接在四级臂(17)上，第二连杆机构(20)与五轴油缸(18)的输出端铰接、且与四级臂(17)和五级臂(19)铰接。

5.根据权利要求4所述的移动式智能洒水浇灌车，其特征在于，所述第一连杆机构(10)包括一级连杆(101)、二轴连杆(102)、二级连杆(103)及三轴连杆(104)，其中一级连杆(101)的一端与所述一轴回转支座(8)铰接，另一端与二轴连杆(102)的一端铰接，所述二级连杆(103)的一端与二轴连杆(102)的另一端铰接，所述一级臂(11)和二级臂(13)通过销轴铰接在二轴连杆(102)上，所述三轴连杆(104)固定在三轴回转支撑(14)上，且两端分别与二级臂(13)和二级连杆(103)的另一端铰接。

6.根据权利要求5所述的移动式智能洒水浇灌车，其特征在于，所述二轴连杆(102)为三角形结构，所述一级臂(11)和二级臂(13)通过销轴铰接在二轴连杆(102)的顶角上，所述一级连杆(101)和二级连杆(103)分别铰接在所述二轴连杆(102)的另外两个角上。

7.根据权利要求5所述的移动式智能洒水浇灌车，其特征在于，所述三轴连杆(104)为三角形结构，所述二级臂(13)和二级连杆(103)分别铰接在所述三轴连杆(104)的两个底角上。

8.根据权利要求4所述的移动式智能洒水浇灌车，其特征在于，所述第二连杆机构(20)包括第一连接杆(201)和第二连接杆(202)，其中第一连接杆(201)和第二连接杆(202)的一端分别与四级臂(17)和五级臂(19)铰接，另一端均与所述五轴油缸(18)的输出端铰接。

9.根据权利要求1所述的移动式智能洒水浇灌车，其特征在于，所述机器人臂承载台(5)的外侧设有护栏(6)。

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